DE19912280C1 - Transformator und Verfahren zur Kühlung eines Transformators - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Transformator (4) mit einer ersten Wicklungskombination (1), einer zweiten Wicklungskombination (2) und einer dritten Wicklungskombination (3). Es wird davon ausgegangen, daß die zweite Wicklungskombination (2) bei Beaufschlagung mit einer gleichen elektrischen Normalleistung einer höheren thermischen Belastung ausgesetzt ist als die erste Wicklungskombination (1) und die dritte Wicklungskombination (3). Um dennoch mit einfachen Mitteln eine nahezu gleiche Temperatur der Wicklungskombinationen (1, 2, 3) zu erreichen, ist vorgesehen, daß nur die zweite Wicklungskombination (2) ein Kühlelement (18, 34) aufweist. Insbesondere kann es sich bei dem Transformator (4) um einen Gießharz-Transformator für Drehstrom handeln. Gemäß dem Verfahren zur Kühlung eines Transformators (4) ist vorgesehen, daß die zweite Wicklungskombination (2) mit einer höheren Kühlleistung gekühlt wird als die erste Wicklungskombination (1) und die dritte Wicklungskombination (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformator mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Wicklungskombination, die jeweils stehend und in aufsteigender Zählung nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind und jeweils ein Kühlelement aufweisen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Kühlung eines Transformators gemäß Oberbegriff des Patentanspruch 16.

Aus der Produktschrift "GEAFOL-Gießharztransformatoren, 100 bis 2500 kVA" der Trafo-Union, Nürnberg 1995, ist ein solcher Transformator bekannt. Der Transformator ist als Gießharz- Drehstrom-Transformator ausgebildet und weist drei stehende, nebeneinander in einer Reihe angeordnete Wicklungskombina­ tionen auf. Jede der Wicklungskombinationen umschließt einen der Schenkel eines dreischenkligen Transformatorkerns und ist einer Phase eines dreiphasigen Netzes zugeordnet.

Die Wicklungskombinationen sind alle gleich ausgeführt und weisen jeweils eine in Gießharz gegossene Oberspannungswick­ lung auf, die eine in Gießharz gegossene Unterspannungswick­ lung unter Belassung eines Zwischenraums koaxial umgibt. Jede der Wicklungen ist aus einer Mehrzahl von Windungen eines elektrischen Leiters gebildet.

Im Normalbetrieb des bekannten Drehstrom-Transformators werden die drei Wicklungskombinationen jeweils mit einer weitgehend gleichen elektrischen Normalleistung beaufschlagt. Dabei kommt es zu einer Erwärmung der Oberspannungs- und der Unterspannungswicklungen sowie deren Isolationen. Eine Kenngröße ist dabei die Grenztemperatur der Isolation. Eine unzulässige Erwärmung der Isolation, also ein Überschreiten der Grenztemperatur, kann zu einer vorzeitigen Alterung der Isolation mit einer dadurch hervorgerufenen Verringerung ihrer Isolationsfestigkeit führen. Zudem weisen die Wicklungen bei hohen Temperaturen einen hohen ohm'schen Widerstand auf. Um eine unzulässig starke Erwärmung der Isolationen zu vermeiden, und um Leitermaterial einzusparen, werden die Wicklungskombinationen durch Luftkühlung gekühlt. Um dabei eine möglichst hohe Kühlleistung zu erreichen, ist in dem Zwischenraum der Wicklungskombination koaxial ein als zylindrisches Rohr ausgebildeter Kühlzylinder angeordnet, und zwar bei jeder Wicklungskombination. Jeder Kühlzylinder ist berührungsfrei zur Oberspannungswicklung und berührungsfrei zur Unterspannungswicklung angeordnet. Dadurch ist jeder Zwischenraum durch den im ihm angeordneten Kühlzylinder in einen zwischen der Oberspannungswicklung und dem Kühlzylinder befindlichen äußeren Ringkanal und in einen zwischen dem Kühlzylinder und der Unterspannungswicklung befindlichen inneren Ringkanal geteilt. Die in den Wicklungen jeder Wicklungskombination entstehende Wärme wird direkt an die durch den inneren und den äußeren Ringkanal strömende Luft und zusätzlich durch Strahlung an den in der Wicklungs­ kombination angeordneten Kühlzylinder abgegeben. Der Kühlzylinder gibt die aufgenommene Wärme an die an ihm entlang strömende Luft ab. Die Luft bildet eine vertikale Luftströmung von unten nach oben durch den äußeren und den inneren Ringkanal. Durch diese Luftkühlung ist eine Über­ hitzung der Isolationen vermieden und der ohm'sche Widerstand der Leiter, aus denen die Wicklungen gebildet sind, ist ge­ ring, so daß diese Leiter nur einen geringen Querschnitt auf­ weisen müssen.

Aus dem DE-GM 19 80 288 ist eine Wicklungskombination mit zwei koaxial ineinander stehenden Wicklungen bekannt. Die beiden Wicklungen sind radial voneinander beabstandet, so dass zwischen ihnen ein Zwischenraum gebildet ist. In dem Zwischenraum sind Kühlrohre angeordnet, deren Achsen parallel zur gemeinsamen Achse der Wicklungen ausgerichtet sind. Die beiden Wicklungen sind gemeinsam mit den Kühlrohren in einen gemeinsamen Gießharzkörper eingegossen. Dabei sind allerdings die Rohre selbst in ihrem Inneren nicht ausgegossen und ragen stirnseitig aus dem Gießharzblock heraus. Sie sind also zur Kühlung der Wicklungen mit Kühlluft durchströmbar.

Aus dem Artikel "Weltweit erster Verteiltransformator mit Feststoff-Isolierung", ABB Technik Nr. 5, 1988, Seiten 21 ff. ist ein feststoffisolierter Verteiltransformator bekannt, bei dem Wicklungen in Gießharz eingegossen sind. Zusätzlich sind in das Gießharz sogenannte Wärmerohre miteingegossen, die der Kühlung des Transformators dienen. Die Wärmerohre sind jeweils in sich abgeschlossen und weisen einen Verdampferteil und einen Kondensatorteil auf. Die Wärmerohre sind dabei so angeordnet, dass der Verdampferteil innerhalb des Bereichs des Gießharzkörpers angeordnet ist, aus dem Wärme abgeführt werden soll. Das Kondensatorteil des Wärmerohrs befindet sich dabei in einem Bereich des Gießharzkörpers, in dem Wärme abgegeben werden kann. Innerhalb eines solchen Wärmerohrs ist eine Flüssigkeit vorgesehen. Diese verdampft im Betrieb durch die dem Verdampferteil zugeführte Wärme aus den Wicklungen. Durch die Verdampfung wird der Bereich, in dem sich der Verdampferteil befindet, gekühlt. Der Dampf setzt sich im Kondensatorteil ab und kondensiert unter Abgabe von Wärme an den Bereich im Gießharzkörper außerhalb des Kondensatorteils.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transformator der eingangs angegebenen Art anzugeben, bei dem sich eine ausreichende Kühlung aller Wicklungskombinationen mit vergleichsweise geringem Aufwand erreichen lässt.

Die auf den Transformator gerichtete Aufgabe wird erfindungs­ gemäß durch einen Transformator nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst, bei dem bei der ersten und der dritten Wicklungskombination jeweils das Kühlelement weggelassen ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die beiden äußeren Wicklungskombinationen, also die erste und die dritte Wicklungskombination, im Betrieb keine so starke Kühlung wie bisher angenommen erfordern. Durchgeführte Untersuchungen haben nämlich ergeben, daß sich im Normalbetrieb die zwei äußeren Wicklungskombinationen weniger stark als die mittlere Wicklungskombination erwärmen. In vorteilhafter Weise ist bei den thermisch geringer belasteten äußeren Wicklungskombinationen des Transformators jeweils das standardmäßig beim Stand der Technik vorgesehene Kühlelement weggelassen und dadurch eingespart. Erreicht wird außerdem, daß der Temperaturunterschied zwischen den äußeren Wicklungs­ kombinationen und der mittleren, also zweiten Wicklungskom­ bination verringert ist.

Die zweite Wicklungskombination weist bevorzugt eine erste Wicklung auf, die von einer zweiten Wicklung unter Belassung eines Zwischenraums umgeben ist, wobei das Kühlelement im Zwischenraum angeordnet ist. Der Zwischenraum kann auch als Kühlluftkanal dienen, in dem Luft zur Kühlung der zweiten Wicklungskombination strömt. Durch die Anordnung des Kühlele­ ments im Zwischenraum werden im Betrieb beide Wicklungen der zweiten Wicklungskombination gemeinsam gekühlt.

Das Kühlelement kann dabei beispielsweise so ausgebildet sein, daß eine besonders große Kühlfläche vorhanden ist. Un­ ter Kühlfläche wird dabei die Fläche verstanden, die der Wär­ meabgabe an die im Zwischenraum strömende Luft dient.

Das Kühlelement kann beispielsweise als Gebläse ausgeführt sein, durch das ein großer Luftmassenstrom durch den Zwi­ schenraum getrieben wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kühlelement als Kühlzylinder ausgebildet. Unter Kühlzylinder wird dabei jede Art von Rohr verstanden. Dieses Rohr kann berührungsfrei zur ersten Wicklung und berührungsfrei zur zweiten Wicklung im Zwischenraum angeordnet sein und die Unterspannungswick­ lung koaxial umgeben. Dadurch ist der Zwischenraum in einen inneren, zwischen dem Kühlzylinder und der ersten Wicklung angeordneten Kühlkanal und einen äußeren, zwischen dem Kühl­ zylinder und der zweiten Wicklung angeordneten Kühlkanal ge­ teilt. Im Normalbetrieb geben die erste und die zweite Wick­ lung Wärme auch in Form von Strahlung an den Kühlzylinder ab. Die in den Kühlkanälen strömende Luft nimmt die im Kühlzylin­ der zwischengespeicherte Wärme an dessen Mantelflächen auf und führt sie ab. Dadurch ist die wirksame Kühlfläche im Ver­ gleich zu einer Wicklungskombination ohne Kühlzylinder grö­ ßer, und die erreichbare Kühlleistung ist höher. Der Kühlzy­ linder kann dabei so ausgebildet sein, daß er sich über die axiale Ausdehnung der mittleren Wicklungskombination hinaus erstreckt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Kühl­ element so ausgebildet, daß es die zweite Wicklungskombina­ tion berührt. Das Kühlelement kann dann eine jede Anordnung sein, die unter Berührung der ersten Wicklung und/oder der zweiten Wicklung Wärme aufnimmt und an die durchströmende Kühlluft abgibt. An Orten, an denen das Kühlelement die Wick­ lung oder die Wicklungen berührt, geht Wärme mit einer hohen Wärmeübergangszahl in das Kühlelement über. Das Kühlelement kann somit beispielsweise als ein zylindrisches Rohr ausge­ bildet sein, das den Zwischenraum vollständig ausfüllt und das von einer Vielzahl von Kühlkanälen durchzogen ist, durch die Luft führbar ist. Die vom Kühlkörper aufgenommene Wärme wird in die in Kühlkanälen strömende Luft abgegeben. Die in der oder in den Wicklungen entstehende Wärme kann mit dem Kühlkörper schnell aufgenommen und schnell abgeführt werden, so daß die Wicklung oder die Wicklungen mit hoher Kühllei­ stung gekühlt werden.

Bevorzugt umfaßt das Kühlelement einen Kunststoff. Kunst­ stoffe besitzen im allgemeinen eine hohe elektrische Isolati­ onsfestigkeit. Bei der Ausführung des Kühlelements, teilweise oder vollständig aus Kunststoff, ist sichergestellt, daß die Spannungsfestigkeiten der Wicklungen (gegeneinander und je­ weils intern) der zweiten Wicklungskombination trotz Anord­ nung des Kühlelements gewährleistet ist.

Das Kühlelement kann aber auch ein Metall umfassen. Metalle weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, so daß Wärme mit dem aus Metall gebildeten Kühlelement schnell abgeführt werden kann. Bei der Ausbildung des Kühlelements aus Metall ist aber sicherzustellen, daß die erforderlichen Spannungsfestigkeiten der Wicklungen eingehalten sind.

Bei dem hier betrachteten Transformator handelt es sich vor­ zugsweise um einen Drehstrom-Transformator.

Der Transformator weist üblicherweise einen Kern auf. Der Kern ist aus magnetisierbarem Material und dient, wie be­ kannt, der Führung der beim Betrieb des Transformators er­ zeugten magnetischen Flüsse. Als Typ des Kerns ist prinzipi­ ell jeder bekannte Typ verwendbar. Die Wicklungskombinationen sollten natürlich baulich an den jeweiligen Typ angepaßt sein. Der Kern kann aus magnetisierbarem Blech geschichtet und insbesondere als sogenannter EI-Kern, CI-Kern oder als 5- Schenkel-Kern ausgebildet sein.

Die hier beschriebenen Maßnahmen sind insbesondere für einen Gießharz-Transformator geeignet. Unter Gießharz-Transforma­ toren werden alle Arten von Transformatoren verstanden, bei denen zumindest eine Wicklung von Gießharz umschlossen ist.

Die mit Gießharz umschlossene Wicklung ist sicher verpackt und dadurch gegen Staubablagerungen geschützt. Weiterhin ist sie weitgehend wartungsfrei und unempfindlich gegen Berührun­ gen.

Das Kühlelement ist vorzugsweise so ausgelegt, daß es die zweite Wicklungskombination zumindest nahezu auf die Tempera­ tur kühlt, auf der sich im Betrieb die erste Wicklungskombi­ nation befindet. Das Kühlelement kann beispielsweise auch mit Rippen ausgeführt sein, um eine große Kühlelementoberfläche zu bilden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Kühlung eines Transformators im Normalbetrieb, der jeweils stehend und in aufsteigender Zählung nebeneinander in einer Reihe angeordnet eine erste, eine zweite und eine dritte Wicklungskombination aufweist.

Ein solches Kühlverfahren ist ebenfalls aus der schon oben genannten Produktschrift bekannt. Die Wicklungskombinationen des dort beschriebenen Transformators werden durch Luft­ kühlung gekühlt. Dazu wird Kühlluft durch die Ringkanäle jeder Wicklungskombination geleitet.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, das oben angegebene Verfahren zur Kühlung eines Transformators dahingehend zu verbessern, dass dessen Wicklungskombinationen auf einfache Weise so gekühlt werden, dass sie im Normalbetrieb eine weitgehend gleiche Temperatur annehmen.

Die auf das Verfahren zur Kühlung eines Transformators, der jeweils stehend und in aufsteigender Zählung nebeneinander in einer Reihe angeordnet eine erste, eine zweite und eine dritte Wicklungskombination aufweist, gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Wicklungskombination mit einer höheren Kühlleistung gekühlt wird als die erste und die zweite Wicklungskombination.

Durch dieses Verfahren wird der thermisch höheren Belastung der zweiten Wicklungskombination durch eine Kühlung mit ent­ sprechend höherer Kühlleistung entgegengewirkt. Zur Beein­ flussung der Kühlleistung kann beispielsweise die Masse der durch den Zwischenraum des zweiten Wicklungselements oder durch die Kühlluftkanäle eines Kühlkörpers strömenden Luft durch Anordnung eines Gebläses an entsprechender Stelle ein­ gestellt werden.

Bevorzugt wird die zweite Wicklungskombination auf nahezu die gleiche Temperatur wie die erste Wicklungskombination ge­ kühlt. Dadurch können die Wicklungskombinationen hinsichtlich ihrer Wärmefestigkeit gleich ausgebildet sein, wobei sich der Aufwand hierfür in Grenzen hält. Auch unter Berücksichtigung der Aufwände für die Luftkühlung ergibt sich eine kostenspa­ rende Lösung.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiele werden der erfindungsgemäße Transformator und das er­ findungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es zeigen schemati­ siert und teilweise nicht maßstäblich:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Transformator mit drei Wicklungskombinationen und einem Kühlelement,

Fig. 2 einen Schnitt durch die zweite Wicklungskombination mit einem alternativen Kühlelement,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die zweite Wicklungskombi­ nation gemäß Fig. 2 mit einem alternativen Kühlele­ ment gemäß einer ersten Modifikation und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die zweite Wicklungskombi­ nation mit einer zweiten Modifikation.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen Transformators 4 ge­ zeigt, der hier ein Drehstrom-Transformator 4 ist. Der Dreh­ strom-Transformator 4 umfaßt nebeneinander und in einer Reihe angeordnet eine erste Wicklungskombination 1, eine zweite Wicklungskombination 2 und eine dritte Wicklungskombination 3, die jeweils entlang einer vertikalen Achse 31A, 31B bzw. 31C gerichtet sind. Jede der Wicklungskombinationen 1, 2 und 3 umgibt einen Schenkel 5, 6 bzw. 7 eines Transformatorkerns 8, der als EI-Kern oder als 5-Schenkel-Kern ausgeführt ist. Der Transformatorkern 8 dient in bekannter Weise der Führung von im Betrieb des Drehstrom-Transformators 4 erzeugten ma­ gnetischen Flüssen.

Jede der Wicklungskombinationen 1, 2 und 3 weist eine erste Wicklung 12, 13 bzw. 14 sowie eine zweite Wicklung 9, 10 bzw. 11 auf. Die ersten Wicklungen 12, 13 und 14 sind hier als Un­ terspannungswicklungen 12, 13 und 14 und die zweiten Wicklun­ gen 9, 10 und 11 sind hier als Oberspannungswicklungen 9, 10, 11 ausgeführt. Jede Oberspannungswicklung 9, 10 und 11 umgibt die zugeordnete Unterspannungswicklung 12, 13 bzw. 14 koaxial unter Belassung eines Zwischenraums 15, 16 bzw. 17. Die Ober­ spannungswicklungen 9, 10 und 11 und die Unterspannungswick­ lungen 12, 13 und 14 umfassen jeweils eine nicht näher darge­ stellte elektrische Isolation. Diese Isolationen besitzen eine Grenztemperatur, bis zu der sie erwärmbar sind, ohne daß sie unzulässig altern.

Die elektrischen Anschlüsse zur elektrischen Kontaktierung der Wicklungen 9 bis 14 sind zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Während des Normalbetriebs werden die Oberspannungswicklungen 9, 10 und 11 und die Unterspannungswicklungen 12, 13 und 14 jeweils durch eine weitgehend gleiche elektrische Normallei­ stung beansprucht, wodurch sie sich erwärmen. Sie werden da­ her zunächst einmal durch Luftkühlung gekühlt, worauf später näher eingegangen wird. Die zweite Wicklungskombination 2 wird im Betrieb aufgrund ihrer baulichen Anordnung zwischen der ersten Wicklungskombination 1 und der dritten Wicklungs­ kombination 3 stärker erwärmt als die beiden äußeren Wick­ lungskombinationen 1 und 3. Diese höhere Erwärmung ist vor allem darauf zurückzuführen, daß die mittlere Wicklungskombi­ nation 2 auch durch die von den beiden Wicklungskombinationen 1 und 3 abgegebene Wärme erwärmt wird. Daher umfaßt im Unter­ schied zum Stand der Technik nur die zweite Wicklungskombina­ tion 2 ein Kühlelement 18, das als Kühlzylinder ausgeführt ist. Die Wicklungskombinationen 1 und 3 sind frei von einge­ bauten passiven Kühlelementen.

Das Kühlelement 18 ist als Rohr ausgebildet und im Zwischen­ raum 16 angeordnet. Es umgibt die Unterspannungswicklung 13 berührungsfrei und ist berührungsfrei von der Oberspannungs­ wicklung 10 umgeben. Er teilt den Zwischenraum 16 in einen zwischen der Oberspannungswicklung 16 und dem Kühlelement 18 befindlichen äußeren Kühlkanal 19 und einen zwischen dem Kühlelement 18 und der Unterspannungswicklung 13 befindlichen inneren Kühlkanal 20. Durch die Anordnung des Kühlelement 18 im Zwischenraum 16 werden die Oberspannungswicklung 10 und die Unterspannungswicklung 13 gemeinsam im Betrieb gekühlt. Hervorgehoben werden soll noch einmal, daß die standardmäßig beim Drehstrom-Transformator nach dem Stand der Technik bei der ersten und der dritten Wicklungskombination 1 und 3 vor­ gesehenen Kühlelemente weggelassen und eingespart sind. Damit ergibt sich eine Reduzierung des Aufwands.

Die in den Oberspannungswicklungen 9 und 11 und in den Unter­ spannungswicklungen 12 und 14 im Betrieb entstehende Wärme wird an die durch die Zwischenräume 15 bzw. 17 strömende Luft 21 bzw. 23 abgegeben. Diese strömt jeweils in vertikaler Richtung von unten nach oben (Konvektionskühlung). Zur Unter­ stützung kann ein Gebläse (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Die in der mittleren Unterspannungswicklung 13 und in der mittleren Oberspannungswicklung 10 entstehende Wärme wird di­ rekt an die durch die Kühlkanäle 19 und 20 strömende Luft 22 und durch Strahlung an das Kühlelement 18 abgegeben. Das Kühlelement 18 wiederum gibt die aufgenommene Wärme an die in den Kühlkanälen 19 und 20 strömende Luft 22 ab. Die erwärmte Luft 22 strömt von unten nach oben und führt die aufgenommene Wärme ab (Luftkühlung). Die Zwischenräume 15 und 17 und die Kühlkanäle 19, 20 dienen also als Kühlluftkanäle.

Durch gezielte Dimensionierung des Kühlelements 18 kann die mittlere Wicklungskombination 2 so gekühlt werden, daß sie im Betrieb mit Normalleistung nahezu die gleiche Temperatur an­ nimmt, wie die erste und wie die dritte Wicklungskombination 1 bzw. 3. Die Normalleistung kann so hoch gewählt werden, daß die vorgenannte gleiche Temperatur gleich der Grenztemperatur ist. Die Wärmefestigkeit aller Isolierungen der Wicklungskom­ binationen 1 bis 3 kann dann im Betrieb bis an die Grenztem­ peratur ausgenutzt werden.

Das zylindrische Kühlelement 18 kann insgesamt aus einem Kunststoff ausgeführt sein. Kunststoffe weisen im allgemeinen eine hohe Isolationsfestigkeit auf, so daß bei einer Ausfüh­ rung des Kühlelements 18 aus Kunststoff die Isolationsfestig­ keit der zweiten Wicklungskombination 2 voll gewährleistet ist.

Im Kühlelement 18 kann auch ein Metall enthalten sein. Me­ talle weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, so daß vom Kühlelement 18 aufgenommene Wärme gut geleitet und abgeführt wird und die Wicklungskombination 2 gut gekühlt wird. Bei der Ausbildung des Kühlelements 18 mit einem Metall ist sicherzu­ stellen, daß die elektrischen Eigenschaften der zweiten Wick­ lungskombination 2 den Anforderungen der gängigen Prüfbestim­ mungen entsprechen.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch die zweite Wicklungskombina­ tion 2 mit einem alternativen Kühlelement 34 dargestellt, das als berührender Kühlkörper ausgeführt ist. Das Kühlelement 34 ist auch hier im Zwischenraum 16 angeordnet; es füllt aber diesen unter flächiger Berührung der Oberspannungswicklung 10 und der Unterspannungswicklung 13 aus. Es kann sich dabei in Richtung der Achse 31B über die Wicklungen 10 und 13 hinaus erstrecken, oder es kann in dieser Richtung nur einen Teil des Zwischenraums 16 ausfüllen. Durch die flächige Berührung mit den Wicklungen 10 und 13 geht Wärme aus diesen mit hoher Wärmeübergangszahl in das Kühlelement 34 über. Später erläu­ terte Kühlkanäle im Kühlelement 34 sind - wie mit Pfeilen an­ gedeutet - von Kühlluft 22 durchströmbar (siehe auch Fig. 3). Die vom Kühlelement 34 aus den Wicklungen 10 und 13 aufgenom­ mene Wärme wird an die Luft 22 abgegeben, die dadurch in Strömung gehalten ist. Die Wärme wird mit der Luft 22 aus der Wicklungskombination 2 abgeführt. Durch das Kühlelement 34 ergibt sich für die Wicklungskombination 2 eine nennenswerte Kühlfläche.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die zweite Wicklungskom­ bination 2 gemäß Fig. 2 mit einem alternativen Kühlelement 34 gemäß einer ersten Modifikation dargestellt. Das Kühlelement 34 ist als ein entlang der Achse 31B gerichtetes Rohr ausge­ führt, dessen Mantel eine Vielzahl in Achsenrichtung gerich­ teter Kühlkanäle 35 zur Durchströmung mit Luft 22 aufweist.

In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch die zweite Wicklungskom­ bination 2 mit einer zweiten Modifikation des alternativen Kühlelements 34 gezeigt. Im Unterschied zu Fig. 3 ist das Kühlelement 34 aus mehreren axial gerichteten Kreisrohrman­ telsegmenten 36 gebildet. Die Kreisrohrmantelsegmente 36 sind im Zwischenraum 16 in Umfangsrichtung 38 von einander beab­ standet angeordnet, wodurch zwischen jeweils zwei benachbar­ ten Kreisrohrmantelsegmenten 36 ein weiterer Kühlluftkanal 39 zur Durchströmung mit Kühlluft 22 gebildet ist. Die Kreis­ rohrmantelsegmente 36 weisen in Richtung der Achse 31B ge­ richtete Kühlluftkanäle 37 zur Durchströmung mit Kühlluft 22 auf.

Claims (17)

1. Transformator (4) mit einer ersten (1), einer zweiten (2) und einer dritten Wicklungskombination (3), die jeweils stehend und in aufsteigender Zählung nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind und jeweils ein Kühlelement (18, 34) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß bei der ersten (1) und der dritten Wicklungskombination (3) jeweils das Kühlelement weggelassen ist.

2. Transformator (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wicklungskombination (2) eine erste Wicklung (13) auf­ weist, die von einer zweiten Wicklung (10) unter Belassung eines Zwischenraums (16) umgeben ist, und daß das Kühlelement (18, 34) im Zwischenraum (16) angeordnet ist.

3. Transformator (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl­ element (18, 34) als Kühlzylinder (18) ausgebildet ist.

4. Transformator (4) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl­ element () die zweite Wicklungskombination (2) berührt.

5. Transformator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl­ element (18, 34) einen Kunststoff umfaßt.

6. Transformator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl­ element (18, 34) vollständig aus Kunststoff besteht.

7. Transformator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl­ element (18, 34) ein Metall umfaßt.

8. Transformator (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Kern (8) zur Führung des magnetischen Flusses aufweist.

9. Transformator (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Drehstrom-Transformator (4) ausgebildet ist.

10. Transformator (4) nach Anspruch 8 und 9 oder nach An­ spruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (8) als EI-Kern oder 5-Schenkel-Kern ausgeführt ist.

11. Transformator (4) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß er als Gießharz-Transformator ausgebildet ist.

12. Transformator (4) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl­ element (18, 34) so ausgelegt ist, daß es die zweite Wick­ lungskombination (2) zumindest nahezu auf die Temperatur kühlt, auf der sich im Betrieb die erste Wicklungskombination (1) und die dritte Wicklungskombination (3) befinden.

13. Transformator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens eine der Wicklungskombinationen (1, 2, 3) einen Kühlka­ nal (15, 16, 17) zum Durchleiten eines Kühlmediums (21), wie insbesondere Luft (21, 22 oder 23), aufweist.

14. Transformator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wick­ lungskombinationen (1, 2, 3) jeweils entlang einer vertikalen Achse (31A, 31B, 31C) gerichtet sind.

15. Transformator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl­ element (18, 34) Kühlkanäle (35) aufweist.

16. Verfahren zur Kühlung eines Transformators (4) im Normal­ betrieb, der jeweils stehend und in aufsteigender Zählung nebeneinander in einer Reihe angeordnet eine erste (1), eine zweite (2) und eine dritte Wicklungskombination (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wicklungskombination (2) mit einer höheren Kühllei­ stung gekühlt wird als die erste Wicklungskombination (1).

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wicklungskombination (2) nahezu auf die gleiche Tempe­ ratur wie die erste Wicklungskombination (1) gekühlt wird.